Поковки из инструментальной стали 4ХМНФС в Минске

Поковки из инструментальной стали 4ХМНФС

Поковки из инструментальной стали 4ХМНФС — это высоконагруженные заготовки, предназначенные для изготовления деталей горячего деформирования, работающих в условиях циклических теплосмен и значительных механических нагрузок. Материал относится к группе штамповых сталей повышенной теплостойкости и легирован хромом, молибденом, никелем и ванадием, что обеспечивает сочетание прокаливаемости, вязкости и сопротивления разупрочнению при нагреве.

Химический состав 4ХМНФС регламентирован ГОСТ 5950-2000. Содержание углерода на уровне 0,37–0,45% формирует мартенситную структуру после закалки, а суммарное легирование карбидообразующими элементами (Cr, Mo, V) обеспечивает вторичную твердость при отпуске. Никель повышает ударную вязкость и снижает порог хладноломкости, что критично для штампов, эксплуатируемых с водяным охлаждением.

Поковки из 4ХМНФС поставляются в термически обработанном состоянии (улучшение) с гарантированными механическими свойствами. Контроль ультразвуковым методом проводится по классам сплошности 1–2 по ГОСТ 24507, что исключает наличие внутренних дефектов, недопустимых в инструменте, воспринимающем ударные нагрузки.

Технологические параметры и свойства

Основные эксплуатационные характеристики поковок из 4ХМНФС определяются после полного цикла термической обработки: закалки от 850–870 C и двукратного отпуска при 540–580 C. В этом состоянии материал демонстрирует:

• предел прочности на растяжение — 1250–1450 МПа;
• предел текучести — не менее 1050 МПа;
• ударную вязкость KCU — не менее 35 Дж/см;
• твердость после отпуска — 42–48 HRC;
• теплостойкость до 550–600 C без существенного падения твердости.

Поковки из стали 4ХМНФС отличаются сквозной прокаливаемостью в сечениях до 200–250 мм, что позволяет изготавливать из них крупногабаритные штампы без потери свойств в центральной зоне. Коэффициент линейного расширения и теплопроводность материала близки к параметрам других штамповых сталей, что упрощает расчет тепловых зазоров в оснастке.

Применение поковок из 4ХМНФС

Заготовки из 4ХМНФС ориентированы на производство инструмента для горячей объемной штамповки и прессования. Типовые позиции номенклатуры:

• вставки и пуансоны штампов молотового и прессового оборудования;
• матрицы горизонтально-ковочных машин (ГКМ);
• формы для литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов;
• нагревательные штампы для выдавливания поковок из конструкционных сталей;
• инструмент для горячей высадки крепежа на автоматических линиях.

Выбор поковок из 4ХМНФС обоснован для оснастки, работающей при температурах нагрева деформируемого металла до 950–1100 C. В сравнении с менее легированными сталями типа 5ХНМ, материал обеспечивает повышенную стойкость против разгарных трещин и пластической деформации рабочих кромок.

Номенклатура и размерные параметры

Поковки из 4ХМНФС изготавливаются в широком диапазоне конфигураций: круглые, квадратные, прямоугольные, ступенчатые и фасонные. Масса заготовок варьируется от 5 до 3000 кг. Допуски на размеры и припуски на механическую обработку назначаются по ГОСТ 7829-75 или по согласованным чертежам заказчика.

Для поковок ответственного назначения предусмотрен дополнительный контроль макроструктуры на протравленных темплетах и определение величины действительного зерна. По требованию заказчика выполняется проверка механических свойств на образцах, вырезанных из тела поковки в продольном направлении.

Вопросы и ответы